Estudo Dirigido/Exercícios Resolvidos Bioquímica - Termodinâmica (ESALQ/USP)

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – LCB 
LCB0208 - BIOQUÍMICA 
ESTUDO DIRIGIDO TERMODINÂMICA 
 
Questões 
 
1. “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Embora essa frase 
de Lavoisier esteja amplamente ligada à Lei da Conservação das Massas, 
podemos também fazer uma conexão com a termodinâmica. Apresente essa 
associação. 
 
2. “A teoria da evolução vai na contramão da Segunda Lei da Termodinâmica”. Avalie 
essa afirmação. 
 
3. Qual a função do fósforo na queima de um pedação de papel, em relação aos 
princípios da termodinâmica? Associe sua resposta com a conservação das 
estruturas moleculares. 
 
4. Qual a diferença entre entropia e entalpia? 
 
5. Por que, na passagem de água líquida, para água em seu estado sólido, ocorre 
uma diminuição da entalpia e uma diminuição da entropia? 
 
6. Cite as diferenças de processos exergônicos e endergônicos. 
 
7. De acordo com a termodinâmica, que tipo de sistema uma planta pode ser 
considerada? 
 
8. Imagine que uma pessoa tenha preparado uma salada de alface, bem temperada 
e a deixou em cima de uma bancada por algumas horas. Quando o indivíduo viu 
novamente a salada, já estava toda murcha. Considerando os conceitos de 
entropia, e que o sistema formado pela salada e tempero seja fechado, responda: 
a. Por que a salada de alface murchou? 
b. Relacione a murcha da salada com o aumento da entropia do sistema. 
 
9. A manutenção da temperatura corporal humana, à 37C, independente do meio em 
que o indivíduo se encontra é: 
a. A procura pelo aumento da entropia do sistema, conferindo o bom 
funcionamento do corpo humano. 
b. Um favorecimento ao aumento da entropia, uma vez que haverá o 
estabelecimento da ordem no sistema. 
c. Uma luta contra a desordem, uma vez que favorece a diminuição da entropia do 
sistema. 
d. Uma luta contra a diminuição da entropia, já que sua diminuição propicia à 
desordem do sistema. 
 
 
Respostas 
 
1. Do mesmo modo que, numa reação química, a massa de produtos e a massa 
de reagentes permaneça a mesma, apenas ocorrendo a conversão dos 
reagentes em seus produtos, podemos fazer uma analogia com a conservação 
de energia exposta pela Primeira Lei da Termodinâmica, a qual estabelece que 
a energia presente em um determinado sistema seja apenas convertida. Como 
exemplo, pode-se citar a transformação da energia solar em energia química, 
por organismos fotossintetizantes 
 
2. A afirmação está incorreta, uma vez que, para aplicarmos os conceitos da 
Segunda Lei da Termodinâmica, temos de considerar sistemas fechados. E, 
obviamente, os organismos que existem ou existiram no planeta, podem ser 
considerados como sistemas abertos, que realizam constantes trocas 
energéticas com o meio onde se encontram, de modo que a complexidade que 
foi sendo obtida por organismos mais primitivos, ao longo da evolução, foi 
adquirida às custas da geração de entropia ao meio em que estavam inseridos. 
 
3. O fósforo é capaz de introduzir energia ao sistema, a chamada de “energia de 
ativação”, para que as moléculas que compõem o papel sejam transformadas. 
Portanto, a necessidade de uma determinada energia para a conversão de 
moléculas, está intrinsicamente ligada à manutenção de suas estruturas 
moleculares até que uma energia suficiente seja depositada no sistema. 
 
4. Entalpia se refere à quantidade total de energia presente em um determinado 
sistema, enquanto entropia, é uma medida de dispersão da energia em um 
dado sistema. 
 
5. Na transição entre esses dois estados físicos, a água líquida perde energia, na 
forma de calor, de modo a diminuir sua entalpia. Além disso, as moléculas de 
água, em seu estado líquido, têm uma maior quantidade de microestados 
possíveis, enquanto no estado sólido, essas moléculas de água, ao interagirem 
entre si, formam os cristais de gelo, dada as pontes de hidrogênio formadas 
serem mais estáveis em baixas temperaturas, ocasionando uma diminuição da 
entropia (diminuição dos microestados possíveis), ou seja, há um aumento da 
ordem no sistema. 
 
 
6. Processos exergônicos, a partir da degradação de compostos, são 
responsáveis pela liberação de energia para o funcionamento do metabolismo 
celular. Já processos endergônicos são aqueles que precisam de energia para 
a formação de novos componentes. 
 
7. Plantas podem ser consideradas como sistemas abertos, pois estão em 
constante interação com o meio em que estão inseridas, participando de uma 
constante troca de energias com o meio. 
 
8. a. A salada de alface murchou devido à ação da osmose, mecanismo que 
transfere água do meio menos concentrado aos mais concentrado. Nessa 
situação, o meio menos concentrado era o interior das folhas de alface, 
enquanto o meio mais concentrado é o externo, devido à adição de temperos. 
 
b. O aumento da entropia desse sistema se refere à tentativa, através da 
osmose, de igualar as concentrações de solutos entre o meio externo e o 
interno, criando uma situação de desordem, de modo a aumentar a entropia do 
sistema. 
 
9. Alternativa C) – A manutenção da temperatura corporal constante pode ser 
relacionada à ordem e à diminuição da entropia do sistema, uma vez que a 
temperatura corporal de um ser humano saudável não estará em equilíbrio com 
a temperatura externa, o que seria energeticamente favorável de ocorrer e, 
portanto, promoveria o aumento da entropia do sistema.